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1、计算机基础知识课件第1页,本讲稿共78页n n1.1.1 1.1.1 计算机发展的几个阶段计算机发展的几个阶段n n1.1.2 1.1.2 现代计算机的分类现代计算机的分类n n1.1.3 1.1.3 计算机主要应用领域计算机主要应用领域n n1.1.4 1.1.4 信息社会与计算机文化信息社会与计算机文化1.1 计算机发展简史计算机发展简史第2页,本讲稿共78页世界上第世界上第1台电子计算机台电子计算机世界上第一台电子数字式计算机于世界上第一台电子数字式计算机于19461946年年2 2月月1515日在美国宾夕法尼亚大学日在美国宾夕法尼亚大学正式投入运行,它的名称叫正式投入运行,它的名称叫E
2、NIAC(ENIAC(埃埃尼阿克尼阿克),是电子数值积分计算机,是电子数值积分计算机(The(The Electronic Numberical Intergrator Electronic Numberical Intergrator and Computer)and Computer)的缩写。的缩写。返回 1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 计算机的发展阶段计算机的发展阶段计算机的发展阶段计算机的发展阶段第3页,本讲稿共78页ENIAC ENIAC ENIAC ENIAC 档案档案档案档案世界上的一台电子计算机世界上的一台电子计算机 ENIACENIAC:该机重约该机重约该机重
3、约该机重约3030吨吨吨吨 :耗电量耗电量耗电量耗电量140-150140-150千瓦千瓦千瓦千瓦 :含含含含1800018000个个个个电子管电子管电子管电子管:仅能保存仅能保存仅能保存仅能保存8080个字节个字节个字节个字节 返回 第4页,本讲稿共78页ENICA是什么样子?返回 第5页,本讲稿共78页ENICA是什么样子?返回 第6页,本讲稿共78页ENICA是什么样子?返回 第7页,本讲稿共78页1、电子计算机发展的四个阶段器件时间特点第一代数据处理方式电子管数字计算机20世纪40年代50年代中期体积大、耗电多速度低、价格高机器语言汇编语言第二代晶体管数字计算机20世纪50年代后期60
4、年代中期体积缩小耗电降低性、能提高有限兼容Fortran Cobol等高级语言第三代集成电路数字计算机20世纪60年代中期70年代中期体积功耗价格功能等前进一大步软件逐步完善结构化模块化程序设计实时处理第四代大规模集成电路数字计算机20世纪70年代至今体积更小功耗更低可靠性提高软件技术更趋完善分时实时处理计算机网络代表计算机ENIACIBM7090IBM360运算速度5千4万次/秒数十万几百万次/秒数百万几千万次/秒上亿条指令/秒 返回 第8页,本讲稿共78页第第一一一一代代(1946194619571957)电子管电子管电子管电子管5 5千千44万(次万(次/秒)秒)第二代第二代(19581
5、95819641964)晶体管晶体管晶体管晶体管几十万几十万 百万(次百万(次/秒)秒)第三代第三代(1965196519701970)小规模集成电路小规模集成电路小规模集成电路小规模集成电路百万百万 几百万(次几百万(次/秒)秒)第四、五代第四、五代(19711971年至今)年至今)超大规模集成电路超大规模集成电路超大规模集成电路超大规模集成电路几百万几百万 几亿(次几亿(次/秒)秒)返回 第9页,本讲稿共78页2.计算机的发展方向 数据统计计算机、智能计算机统称为 非冯诺依曼型计算机,也称为第五代计算机,是以人工智能理论为基础的一种“智能”计算机,其核心思想是将程序设计的过程改变为逻辑设计
6、的过程,在物理结构上采用非冯诺依曼结构。(目前的计算机体系结构都是“冯诺依曼式”:采用存储程序方式进行工作。)、创建新的程序设计语言,即所谓的“非冯诺依曼语言”;、从计算机元件方面,提出了发明与人脑神经网络类似的新型超大规模集成电路的设想,即分子芯片。返回 第10页,本讲稿共78页1.1.2 1.1.2 现代计算机分类现代计算机分类1 1 1 1、通用机通用机通用机通用机 :适用解决多种一般问题,该类计算机使用领域广泛、通用性较强,在科学计算、数据处理和过程控制等多种用途中都能适应。2、专专用机用机 :用于解决某个特定方面的问题,配有为解决某问题的软件和硬件,如在生产过程自动化控制、工业智能仪
7、表等专门应用。一、按用途划分 返回 第11页,本讲稿共78页二.按规模划分 1、巨型机:、巨型机:其运算速度达到每秒每秒几十万亿次。2、小巨型机:、小巨型机:具有较高的运算速度,每秒可以执行几千万条指令,而且有较大的存储空间。4、小型机:、小型机:规模较小、结构简单、运行环境要求较低,运算速度在几百万次左右。3、大型机:、大型机:其性能与巨型机接近,但体积大大减小,费用仅为巨型机的1/10.返回 第12页,本讲稿共78页7 7、工作站:、工作站:、工作站:、工作站:以个人计算环境和分布式网络环境为前提的高性能计算机。5、微型计算机微型计算机:又称PC机,中央处理器(CPU)采用微处理器芯片,具
8、有体积小,功耗低、可靠性高、价格低,对使用环境要求不高等特点。8、服务器:服务器:在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备。返回 6 6、单片机:、单片机:、单片机:、单片机:把一个计算机系统集成到一个芯片上第13页,本讲稿共78页三.按处理对象划分 1、数字数字计计算机算机 :计算机处理时输入和输出的数值都是数字量。其运算是按数字位进行。2、模模拟计拟计算机算机 :3、数字模数字模拟拟混合混合计计算机算机 :输入输出既可是数字也可是模拟数据 处理的数据对象直接为连续的电压、温度、速度等模拟数据。其运算过程是连续的。返回 第14页,本讲稿共78页1.1.3 1.1.3 1.1.3 1.1.3
9、计算机的主要应用领域计算机的主要应用领域n n科学计算科学计算n n信息处理信息处理 n n过程控制过程控制 n n计算机辅助系统计算机辅助系统n n多媒体技术多媒体技术 n n计算机通信计算机通信 n n人工智能人工智能 返回 第15页,本讲稿共78页 其中计算机辅助系统包含:其中计算机辅助系统包含:n n计算机辅助设计(计算机辅助设计(计算机辅助设计(计算机辅助设计(CADCADCADCAD)n n计算机辅助制造(计算机辅助制造(计算机辅助制造(计算机辅助制造(CAMCAMCAMCAM)n n计算机辅助测试(计算机辅助测试(计算机辅助测试(计算机辅助测试(CATCATCATCAT)n n计
10、算机辅助教学(计算机辅助教学(计算机辅助教学(计算机辅助教学(CAICAICAICAI)n n计算机集成制造(计算机集成制造(计算机集成制造(计算机集成制造(CIMSCIMSCIMSCIMS)n n计算机模拟(计算机模拟(计算机模拟(计算机模拟(CSCSCSCS)等系统)等系统)等系统)等系统 返回 第16页,本讲稿共78页1.2 计算机组成与工作原理n n1.2.1 计算机硬件系统n n1.2.2 存储程序工作原理n n1.2.3 计算机软件系统第17页,本讲稿共78页1.2.1 计算机的硬件系统1.运算器 运算器又称算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)。运算器的
11、主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。2.控制器 控制器是对输入的指令进行分析,并统一控制计算机的各个部件完成一定的任务的部件。3.存储器 存储器具有记忆功能,用来保存信息,如数据、指令和运算结果等第18页,本讲稿共78页存储器的分类1、内存(主存):(指CPU可以直接存取信息的存储器)随机存储(RAM):开机后,用户可以向其中写入、取出信息,关机后其中的信息消失,再次通电也不能恢复。可擦除的只读存储(EPROM):3、外存(辅助存储器):指CPU需要经过输入/输出通道进行交换信息的存储器。例如硬盘、软盘、磁带、光盘等2、高速缓冲存储器:(Cache):用来存储主存中马上就要执行的指令和数据或
12、经常被CPU访问的那部分执行程序。速度是DRAM的10倍左右只读存储器(ROM):是用户只能读出不能写入的存储器,所存的信息能永久保存。高速高性能的动态存储器存储器存储器第19页,本讲稿共78页存储器的功能:存储器的功能:主要功能是存放程序和数据。主存储器的核心是存储体,它由许多存储器单元组成,每个单元可以存放一个数据。给存储器单元按一定的顺序编号,该编号就是相应存储器的地址,CPU根据其地址对存储单元存取信息。第20页,本讲稿共78页4输入/输出设备n n输入设备:输入设备:是用来接受用户输入的原始数据和程序,并将它们变为计算机能识别的二进制数存放到内存中。n n键盘一般称标准输入设备键盘一
13、般称标准输入设备 n n输出设备:输出设备:用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式n n显示器一般称标准输出设备显示器一般称标准输出设备。第21页,本讲稿共78页一、以二进制为运算基础一、以二进制为运算基础 采用二进制的优点为:采用二进制的优点为:1.1.二进制码在物理上最容易实现。二进制码在物理上最容易实现。2.2.二进制码用来表示的二进制数及其编码、二进制码用来表示的二进制数及其编码、计数、加减运算规则简单。计数、加减运算规则简单。3.3.二进制码的两个符号二进制码的两个符号“1”1”和和0”0”正好正好与逻辑命题的两个值与逻辑命题的两个值“是是”和和“否否”相相对应
14、。对应。4.4.与电子部件的二态性相对应与电子部件的二态性相对应。返回 1.2.2 存储程序工作原理基本工作原理:基本工作原理:“冯冯.诺依曼诺依曼”思想思想第22页,本讲稿共78页二二二二、计计计计算算算算机机机机采采采采用用用用 存存存存储储储储程程程程序序序序 方方方方式式式式工工工工作作作作,并并并并且且且且进进进进一一一一步步步步明明明明确确确确指指指指出出出出了了了了整整整整个个个个计计计计算算算算机机机机的的的的结结结结构构构构应应应应由由由由五五五五个个个个部部部部分分分分组组组组成成成成:运运运运算算算算器器器器、控控控控制制制制器器器器、存存存存储储储储器器器器、输输输输入
15、入入入装装装装置和输出装置。置和输出装置。置和输出装置。置和输出装置。控制器运算器输出设备存 储 器输入设备指令流控制流数据流 返回 第23页,本讲稿共78页计算机的软件系统1、系统软件:是管理、监护和维护计算机资源的软件2、应用软件:是为解决用户实际问题而设计的软件各种程序设计语言及其解释程序和编译程序语言翻译系统操作系统数据库管理系统服务程序:机器的监控管理程序、调试程序、故障检测和诊断程序、科学计算工程设计数据处理过程控制1.2.3 1.2.3 计算机的软件系统计算机的软件系统第24页,本讲稿共78页1.3 计算机中信息表示n n1.3.1 1.3.1 进位计数制进位计数制n n1.3.
16、2 1.3.2 机器中数的表示机器中数的表示n n1.3.3 1.3.3 字符的表示字符的表示n n1.3.41.3.4多媒体信息的表示多媒体信息的表示第25页,本讲稿共78页1.3.1 1.3.1 数制基础数制基础1 数制的概念数制的概念数制是用一组固定的数字符号和一套统一数制是用一组固定的数字符号和一套统一的规则来表示数目的方法。的规则来表示数目的方法。如果用如果用R R个基本符号来表示数目,则称其个基本符号来表示数目,则称其为为R R进制,进制,R R称为该数制的基数称为该数制的基数。返回 第26页,本讲稿共78页进位制进位制 二进制二进制 八进制八进制 十进制十进制 十六进制十六进制规
17、则规则 逢二进一逢二进一 逢八进一逢八进一 逢十进一逢十进一 逢十六进一逢十六进一基数基数 r=2 r=8 r=10 r=16数符数符 0,1 0,1,7 0,1,9 0,1,9,A,B,C,D,E,F位权位权 2i 8i 10i 16i下标下标 B Q D H 表:表:计算机中常用进制数的表示计算机中常用进制数的表示 返回 第27页,本讲稿共78页2 各种数制的转化各种数制的转化进位计数制的三个相关概念:进位计数制的三个相关概念:n n数码:数码:数码:数码:用不同的数字符号来表示一种数制的用不同的数字符号来表示一种数制的用不同的数字符号来表示一种数制的用不同的数字符号来表示一种数制的数值,
18、这些数字符号称为数值,这些数字符号称为数值,这些数字符号称为数值,这些数字符号称为“数码数码数码数码”。如在。如在。如在。如在R R R R进进进进制中,数码为制中,数码为制中,数码为制中,数码为0 0 0 0,1 1 1 1,2 2 2 2,RRRR1 1 1 1共共共共R R R R个。个。个。个。n n基数:基数:基数:基数:数制所使用的数码个数称为数制所使用的数码个数称为数制所使用的数码个数称为数制所使用的数码个数称为“基数基数基数基数”。如在如在如在如在R R R R进制中,基数为进制中,基数为进制中,基数为进制中,基数为R R R R 返回 第28页,本讲稿共78页n n位权:位权
19、:某种数制的每一位所具有的固定某种数制的每一位所具有的固定系数称为系数称为“位权位权”。如在。如在R R进制中,第进制中,第n n位数的位权为位数的位权为R Rn-1n-1例:例:(824)10 =8102 +2 101 +4 100(110)2 =122 +1 21 +0 20 返回 第29页,本讲稿共78页常用进位计数制的特点常用进位计数制的特点 十进制数(十进制数(DecimaiDecimai)一个十进制数具有以下三个特征:一个十进制数具有以下三个特征:一个十进制数具有以下三个特征:一个十进制数具有以下三个特征:有十个不同的数码,即有十个不同的数码,即有十个不同的数码,即有十个不同的数码
20、,即0 0 0 0、1 1 1 1、3 3 3 3、4 4 4 4、5 5 5 5、6 6 6 6、7 7 7 7、8 8 8 8、9 9 9 9;基数为基数为基数为基数为10,10,10,10,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢十进位逢十进位逢十进位逢十进位,借一当十借一当十借一当十借一当十”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为10101010i i i i(其中(其中(其中(其中:i=n-1:i=n-1,n-2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 第30页,本讲稿共78页二二进进制数(制数(BinaryBinary)一个二进制数具
21、有以下三个特征:一个二进制数具有以下三个特征:一个二进制数具有以下三个特征:一个二进制数具有以下三个特征:有两个不同的数码,即有两个不同的数码,即有两个不同的数码,即有两个不同的数码,即0 0 0 0和和和和1 1 1 1;基数为基数为基数为基数为2,2,2,2,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢二进位逢二进位逢二进位逢二进位,借一当二借一当二借一当二借一当二”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为2 2 2 2i i i i(其中(其中(其中(其中:i=n-1:i=n-1,n-2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 第31页,本讲稿共
22、78页八进制数(八进制数(OctalOctal)一个八进制数具有以下三个特征:一个八进制数具有以下三个特征:一个八进制数具有以下三个特征:一个八进制数具有以下三个特征:有八个不同的数码,即有八个不同的数码,即有八个不同的数码,即有八个不同的数码,即0 0 0 0、1 1 1 1、3 3 3 3、4 4 4 4、5 5 5 5、6 6 6 6、7 7 7 7;基数为基数为基数为基数为8,8,8,8,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢八进位逢八进位逢八进位逢八进位,借一当八借一当八借一当八借一当八”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为8 8 8 8i i i i(其中(其中(其中(
23、其中:i=n-1:i=n-1,n-2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 第32页,本讲稿共78页十六十六进进制(制(HexadecimalHexadecimal)一个十六进制数具有以下三个特征:一个十六进制数具有以下三个特征:一个十六进制数具有以下三个特征:一个十六进制数具有以下三个特征:有有有有十十十十六六六六个个个个不不不不同同同同的的的的数数数数码码码码,即即即即0 0 0 0、1 1 1 1、3 3 3 3、4 4 4 4、5 5 5 5、6 6 6 6、7 7 7 7、8 8 8 8、9 9 9 9、A A A A、B B B B、C C
24、 C C、D D D D、E E E E、F F F F;基数为基数为基数为基数为16,16,16,16,计数规律为计数规律为计数规律为计数规律为“逢十六进位逢十六进位逢十六进位逢十六进位,借一当十六借一当十六借一当十六借一当十六”;位权关系为位权关系为位权关系为位权关系为16161616i i i i(其中(其中(其中(其中:i=n-1:i=n-1,n-2n-2n-2n-21 1,0.-10.-1,-2-2-m-m)。)。)。)。返回 第33页,本讲稿共78页n 其它数制(其它数制(R数制)转换为十进制:数制)转换为十进制:按权展开相加即只要把二进制中按权展开相加即只要把二进制中出现出现1
25、1的位数权相加即可。的位数权相加即可。【例例例例】:将:将:将:将(110101.101)(110101.101)(110101.101)(110101.101)2 2 2 2转换为十进制。转换为十进制。转换为十进制。转换为十进制。(110101.101)(110101.101)(110101.101)(110101.101)2 2 2 2=12=12=12=125 5 5 5121212124 4 4 4020202023 3 3 3121212122 2 2 2020202021 1 1 1121212120 0 0 012121212-1-1-1-102020202-2-2-2-2121
26、21212-3-3-3-3=32=32=32=32161616160 0 0 04 4 4 40 0 0 01 1 1 10.50.50.50.50.125=(53.625)0.125=(53.625)0.125=(53.625)0.125=(53.625)10101010 返回 各进制之间的转换各进制之间的转换第34页,本讲稿共78页例如:例如:(156)10()2 2 2 2余数余数 2|1560(最最低低位位)2|78 0 2|39 1 2|19 1 2|9 1 2|4 0 2|2 0 2|1 1(最最高高位位)0结论:结论:(156)10(10011100)2 2 2 2n n 十进制
27、十进制十进制十进制 R R R R进制进制进制进制1 1 1 1)整数部分的转换)整数部分的转换)整数部分的转换)整数部分的转换 方法一方法一方法一方法一:除以除以除以除以r r r r取余取余取余取余,从末位取从末位取从末位取从末位取起起起起 即:除以即:除以即:除以即:除以R R R R 取余数,直到商取余数,直到商取余数,直到商取余数,直到商 为为为为0 0 0 0,得到的余数即为二进数各,得到的余数即为二进数各,得到的余数即为二进数各,得到的余数即为二进数各位的数码,余数从下到上排位的数码,余数从下到上排位的数码,余数从下到上排位的数码,余数从下到上排列。列。列。列。返回 第35页,本
28、讲稿共78页方法二方法二方法二方法二:降幂法降幂法降幂法降幂法2 2 2 29 9 9 9 2 2 2 28 8 8 8 2 2 2 27 7 7 7 2 2 2 26 6 6 6 2 2 2 25 5 5 5 2 2 2 24 4 4 4 2 2 2 23 3 3 3 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 21 1 1 1 2 2 2 20 0 0 0512 256 128 64 32 16 8 4 2 1512 256 128 64 32 16 8 4 2 1512 256 128 64 32 16 8 4 2 1512 256 128 64 32 16 8 4 2 1 1 0 1 1
29、 0 0 1 0 01 0 1 1 0 0 1 0 01 0 1 1 0 0 1 0 01 0 1 1 0 0 1 0 0(356)(356)(356)(356)10=256+64+32+4=2=256+64+32+4=2=256+64+32+4=2=256+64+32+4=28 8 8 8+2+2+2+26 6 6 6+2+2+2+25 5 5 5+2+2+2+22 2 2 2 =(101100100)=(101100100)=(101100100)=(101100100)2 2 2 2 返回 第36页,本讲稿共78页十进制转换成二进制的几个特例:十进制转换成二进制的几个特例:256D255
30、D127D等等=28=100000000B=28 1=11111111B=27 1=1111111B 返回 第37页,本讲稿共78页例如:(0.625)D=()B 乘2取整:整数部分 0.625 2 1.250 1 2 0.500 0 2 1.000 1结论:(0.625)D =(0.101 )B2 2 2 2)小数部分转换)小数部分转换)小数部分转换)小数部分转换n n乘以乘以乘以乘以r r r r取整,按顺序取数取整,按顺序取数取整,按顺序取数取整,按顺序取数即:乘以即:乘以即:乘以即:乘以R R R R 取整数,得到的整数取整数,得到的整数取整数,得到的整数取整数,得到的整数即为二进数各
31、位的数码,整即为二进数各位的数码,整即为二进数各位的数码,整即为二进数各位的数码,整数从上到下排列。数从上到下排列。数从上到下排列。数从上到下排列。循环数根据要求取数。返回 第38页,本讲稿共78页混小数的转换混小数的转换n n对对于于既既有有整整数数部部分分又又有有小小数数部部分分的的十十进进制制数数的的转转换换,可可以以将将两两部部分分的的转转换换分分开开进进行行,最最后后再再将将结结果果合合并并在在一一起起即可即可。【例例】:十进数:十进数156.625156.625转换成二进制数为转换成二进制数为 10011100.101B10011100.101B 返回 第39页,本讲稿共78页 二
32、进制 八进制 二进制 十六进制 二进制 十六进制 000 0 0000 0 1000 8 001 1 0001 1 1001 9 010 2 0010 2 1010 A 011 3 0011 3 1011 B 100 4 0100 4 1100 C 101 5 0101 5 1101 D 110 6 0110 6 1110 E 111 7 0111 7 1111 F 表表:二进制、八进制和十六进制之间的关系:二进制、八进制和十六进制之间的关系 返回 第40页,本讲稿共78页n 二进制、十六进制的相互转换二进制、十六进制的相互转换 1 1 1 1)二进制数转换成十六进制数的方法是:二进制数转换成
33、十六进制数的方法是:二进制数转换成十六进制数的方法是:二进制数转换成十六进制数的方法是:“四位四位四位四位合一位合一位合一位合一位”法:法:法:法:以小数点为界,整数向左,小数向右,以小数点为界,整数向左,小数向右,以小数点为界,整数向左,小数向右,以小数点为界,整数向左,小数向右,四位一格,不足补零,格内变为十进制四位一格,不足补零,格内变为十进制四位一格,不足补零,格内变为十进制四位一格,不足补零,格内变为十进制 【例例】:将:将1110101.11B1110101.11B转换成十六进制数。转换成十六进制数。0111 01010111 0101 11001100 7 5 .C 7 5 .C
34、 转换结果为转换结果为1110101.11B=75.CH1110101.11B=75.CH 返回 第41页,本讲稿共78页2 2 2 2)十六进制数转换成二进制数方法,正好与二进制数转换成十六十六进制数转换成二进制数方法,正好与二进制数转换成十六十六进制数转换成二进制数方法,正好与二进制数转换成十六十六进制数转换成二进制数方法,正好与二进制数转换成十六进制数的方法相逆,即进制数的方法相逆,即进制数的方法相逆,即进制数的方法相逆,即“一位扩展四位一位扩展四位一位扩展四位一位扩展四位”法:一位变四位,不足法:一位变四位,不足法:一位变四位,不足法:一位变四位,不足前补零,最后截去首尾空零。将每位十
35、六进制数化成前补零,最后截去首尾空零。将每位十六进制数化成前补零,最后截去首尾空零。将每位十六进制数化成前补零,最后截去首尾空零。将每位十六进制数化成4 4 4 4位二进制位二进制位二进制位二进制数书写,便可得到转换结果。数书写,便可得到转换结果。数书写,便可得到转换结果。数书写,便可得到转换结果。【例例】:将将3A6.C5H3A6.C5H转换成二进制数。转换成二进制数。3 A 6 .C 53 A 6 .C 5 0011 1010 0110.1100 0101 0011 1010 0110.1100 0101 转换结果为转换结果为3A6.C5H=1110100110.11000101B3A6.
36、C5H=1110100110.11000101B。返回 第42页,本讲稿共78页n 二进制、八进制的相互转换二进制、八进制的相互转换1 1 1 1)二二二二进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换成成成成八八八八进进进进制制制制数数数数的的的的方方方方法法法法是是是是:“三三三三位位位位合合合合一一一一位位位位”法法法法:以以以以小小小小数数数数点点点点为为为为界界界界,整整整整数数数数向向向向左左左左,小小小小数数数数向向向向右右右右,三三三三位位位位一一一一格格格格,不不不不足足足足补补补补零零零零,格格格格内内内内变变变变为十进制为十进制为十进制为十进制。【例例】:将:将1110101.
37、11B1110101.11B转换成十六进制数。转换成十六进制数。001 110 101 001 110 101 001 110 101 001 110 101 110110110110 1 6 5 .6 1 6 5 .6 1 6 5 .6 1 6 5 .6 转换结果为转换结果为1110101.01B=165.6O1110101.01B=165.6O。返回 第43页,本讲稿共78页2 2 2 2)八八八八进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换成成成成二二二二进进进进制制制制数数数数方方方方法法法法,正正正正好好好好与与与与二二二二进进进进制制制制数数数数转转转转换换换换成成成成八八八八进进进进
38、制制制制数数数数的的的的方方方方法法法法相相相相逆逆逆逆,即即即即“一一一一位位位位扩扩扩扩展展展展三三三三位位位位”法法法法:一一一一位位位位变变变变三三三三位位位位,不不不不足足足足前前前前补补补补零零零零,最最最最后后后后截截截截去去去去首首首首尾尾尾尾空空空空零零零零。每每每每位位位位八八八八进进进进制制制制数数数数化化化化成成成成3 3 3 3位位位位二二二二进进进进制制制制数数数数书书书书写写写写,便便便便可可可可得得得得到到到到转转转转换结果换结果换结果换结果 【例例】:将:将145.6Q145.6Q转换成二进制数。转换成二进制数。1 4 5 .6 1 4 5 .6 1 4 5
39、.6 1 4 5 .6 001 100 101 .110 001 100 101 .110 001 100 101 .110 001 100 101 .110 转换结果为转换结果为145.6Q=1100 101145.6Q=1100 101.11B11B。返回 第44页,本讲稿共78页3 3、二进制的运算规则二进制的运算规则二进制的算术运算规则二进制的算术运算规则n n加法进位规则:逢二进一。加法进位规则:逢二进一。加法进位规则:逢二进一。加法进位规则:逢二进一。n n加法运算法则:加法运算法则:加法运算法则:加法运算法则:0+0=00+0=00+0=00+0=0 0+1=1+0=1 0+1=
40、1+0=1 0+1=1+0=1 0+1=1+0=1 1+1=0 1+1=0 1+1=0 1+1=0(向高位进位)(向高位进位)(向高位进位)(向高位进位)例:二进制数例:二进制数例:二进制数例:二进制数11011101110111011010101010101010?1 1 0 11 1 0 11 1 0 11 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 返回 第45页,本讲稿共78页n n减法运算法则减法运算法则:0-0=1-1=00-0=1-1=00-0=1-1=00-0=1-1
41、=0 1-0=1 1-0=1 1-0=1 1-0=1 0-1=1 0-1=1 0-1=1 0-1=1(向高位借位)(向高位借位)(向高位借位)(向高位借位)例:二进制数例:二进制数例:二进制数例:二进制数11101-101011101-101011101-101011101-1010?1 1 0 11 1 0 11 1 0 11 1 0 1-1 0 1 0-1 0 1 0-1 0 1 0-1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 返回 第46页,本讲稿共78页n n 乘法运算法则:乘法运算法则:0 0 0 00 0 0 0 0 0 1 1
42、1 10 0 0 01 1 1 1 0 0 0 00 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1n n 除法运算法则:除法运算法则:0 0 0 0(无意义)(无意义)(无意义)(无意义)0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0(无意义)(无意义)(无意义)(无意义)1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 返回 第47页,本讲稿共78页二进制的逻辑运算二进制的逻辑运算逻辑变量之间的运算称为逻辑运算逻辑变量之间的运算称为逻辑运算逻辑变量之间的运算称为逻辑运算逻辑变量之间的运算称为逻辑运算对二进制数的对二进制数的对二进制数的对二进制数的1 1
43、1 1和和和和0 0 0 0赋予逻辑含义,它们可以表示赋予逻辑含义,它们可以表示赋予逻辑含义,它们可以表示赋予逻辑含义,它们可以表示“真真真真”与与与与“假假假假”、“是是是是”与与与与“否否否否”、“有有有有”与与与与“无无无无”逻辑运算的基本运算:逻辑运算的基本运算:逻辑加法逻辑加法逻辑加法逻辑加法(“(“(“(“或或或或”运算运算运算运算 ):00=0 01=10=11=100=0 01=10=11=100=0 01=10=11=100=0 01=10=11=1 逻辑乘法逻辑乘法逻辑乘法逻辑乘法(“(“(“(“与与与与”运算运算运算运算 ):00=01=10=0 11=100=01=10
44、=0 11=100=01=10=0 11=100=01=10=0 11=1逻辑否定逻辑否定逻辑否定逻辑否定(“(“(“(“非非非非”运算运算运算运算 ):0=1 1=00=1 1=00=1 1=00=1 1=0异或异或异或异或:00=11=0 01=10=100=11=0 01=10=100=11=0 01=10=100=11=0 01=10=1 返回 第48页,本讲稿共78页计算机中的信息单位计算机中的信息单位1、位(、位(bit):位是计算机中最小的信息单位,一个位表示一位二进制数,单位符号为b。它能表示两种状态2、字节(、字节(byte):字节是基本信息单位,单位符号为B,它表示8位二进
45、制数的长度,它能表示256种状态。千字节(千字节(KB)兆字节(兆字节(MB)和吉字节()和吉字节(GB)1MB1024KB220次方1GB1024MB230次方3、字长:、字长:它是计算机作为一个整体进行数据存储、传输和处理的单位。如8位、16位、32位等。返回 第49页,本讲稿共78页1 1、正负数的表示方法、正负数的表示方法 平时我们用平时我们用“”表示正,表示正,“”表示负,在计表示负,在计算机中数的符号通常用二进制数的最高位的一位数算机中数的符号通常用二进制数的最高位的一位数来表示符号:来表示符号:“0”0”表示正数,表示正数,“1”1”表示负数。表示负数。例:十进制数例:十进制数3
46、737在字长为八位计算机中表示为:在字长为八位计算机中表示为:00100101符号位符号位数值部分数值部分1.3.2 计算机中数的表示方法计算机中数的表示方法 返回 第50页,本讲稿共78页例:十进制数例:十进制数3737在字长为八位计算机中表示为:在字长为八位计算机中表示为:0100101符号位符号位数值部分数值部分这种符号位用这种符号位用0 0、1 1表示的二进制数,称为机器数。表示的二进制数,称为机器数。而实际数值(如而实际数值(如3737,3737)称为机器数的真值。)称为机器数的真值。返回 第51页,本讲稿共78页2、定点数与浮点数的表示方法、定点数与浮点数的表示方法 3、原码、反码
47、与补码:、原码、反码与补码:返回 浮点数在机器内表示时,尾数用原码,阶码用补码表示。浮点数在机器内表示时,尾数用原码,阶码用补码表示。原码:用最高位表示数值的符号,其他各位表示该数原码:用最高位表示数值的符号,其他各位表示该数的绝对值的绝对值反码:正数反码与原码相同;负数为原码除符号位外反码:正数反码与原码相同;负数为原码除符号位外各位各位“按位求反按位求反”补码:正数补码与原码相同;负数为原码除符号位外补码:正数补码与原码相同;负数为原码除符号位外各位各位“按位求反按位求反”,在最低位加,在最低位加1。第52页,本讲稿共78页1.3.4 字符的表示字符的表示ASCIIASCII码是美国信息交
48、换标准代码。码是美国信息交换标准代码。(A American merican S Standard tandard C Code for ode for I Information nformation I Interchange)nterchange)包括包括0 09 9十个数字,大小写英文字母十个数字,大小写英文字母及及3333个标点符号和个标点符号和3333个控制个控制 。ComputerComputer0 01000011 0 01101111 0 011011010 01110000 0 01110101 0 0111010001100101 0 01110010 返回 第53页,本
49、讲稿共78页n n基本基本基本基本ASCIIASCIIASCIIASCII码表的排列规则如下:先是码表的排列规则如下:先是码表的排列规则如下:先是码表的排列规则如下:先是32323232为控制码,为控制码,为控制码,为控制码,后为后为后为后为0 0 0 09 9 9 9十个数字,再为十个数字,再为十个数字,再为十个数字,再为A A A AZ 26 Z 26 Z 26 Z 26 个大写字母,其个大写字母,其个大写字母,其个大写字母,其后为后为后为后为a a a az 26z 26z 26z 26个小写字母;其中相同类型的字母顺个小写字母;其中相同类型的字母顺个小写字母;其中相同类型的字母顺个小写
50、字母;其中相同类型的字母顺序排放,如:大写字母序排放,如:大写字母序排放,如:大写字母序排放,如:大写字母C C C C的的的的ASCIIASCIIASCIIASCII码:对应于字符码:对应于字符码:对应于字符码:对应于字符C C C C的位置,找出其横坐标的位置,找出其横坐标的位置,找出其横坐标的位置,找出其横坐标D6D5D4D6D5D4D6D5D4D6D5D4和纵坐标和纵坐标和纵坐标和纵坐标D3D2D1D0D3D2D1D0D3D2D1D0D3D2D1D0,依依依依D6D5D4D3D2D1D0D6D5D4D3D2D1D0D6D5D4D3D2D1D0D6D5D4D3D2D1D0的顺序排列出来,